螺栓预紧力和力矩的关系（螺栓预紧力的方法）

简介

序号

控制方法

特点和应用

1

感觉法

靠操作者在扭紧时的感觉和经验，扭紧4.6级螺栓加在扳手上的拧紧力F如下表：

螺纹大径

拧紧力F

操作要领

M6

45N

只加腕力

M8

70N

加腕力和肘力

M10

130N

加全手臂力

M12

180N

加上上半身力

M16

320N

加全身力

M20

500N

加上全身重量

2

力矩法

最经济简单，一般认为对有经验的操作者，误差可达±40%，用于普通的螺纹连接

3

测量螺栓

伸长法

用测力反手或定力矩扳手控制拧紧力，国内外长期以来应用广泛的控制预紧力的方法。费用较低，一般认为误差有±25%。若表面有涂层、支承面、螺纹表面质量较好，力矩扳手示值准确，则误差可显著减小。有润滑的控制效果较好。

4

螺母转

交法

螺旋预紧力达到预紧力F0时所需要的螺母转角θ由下式求得：

θ＝360ºF0/pCp

式中：p――螺距

　　　Cp――螺栓的刚度（N/㎜）

采用此法，需先把螺栓副拧紧到“密贴”位置，再转过角度θ。误差±15%。在美国和德国汽车工业和钢结构中广泛应用。

5

应变计法

在螺栓的无螺纹不凡贴电阻应变片，以控制螺钉杆所受拉力。误差可控制在±1%以内，但费用昂贵

6

螺栓

预涨法

对于较大的螺栓，如汽轮机螺栓，用电阻加热到一定温度扭上螺母（不预紧），冷却后即产生预紧力。控制加热温度即可控制预紧力。

7

液压

拉伸法

用专门的液压拉伸装置拉伸螺栓到一定轴向力，拧上螺母后，除去外力即可得到预期预紧力。

参见图:通常情况下,在螺栓的拧紧过程中,实际转化为螺栓夹紧力的扭矩仅占10%,其余50%用于克服螺栓头下的摩擦力,40%用于克服螺纹副中的摩擦力,这就是“541”规则,主要反映夹紧力与摩擦力之间的关系。但若施加一定的改善措施(如涂抹润滑油)或螺纹副中存有缺陷(如杂质、磕碰等),该比例关系会受到不同影响而改变。

螺纹一般拧紧力矩（N.m）

螺纹直径/mm

螺栓强度级别

4.6

5.6

6.6

10.9

M6

3.43

4.51

5.10

11.37

M8

8.23

10.98

12.35

27.54

M10

16.37

12.05

24.5

54.9

M12

28.4

38.2

43.1

95.1

M14

45.1

60.8

68.6

147

M16

70.6

94.1

106.8

235

M18

98

130

146

323

M20

137

184

208

461

M22

186

251

284

627

M24

235

319

359

794

M30

470

637

715

1588

M36

833

1107

1245

2764

M48

注：螺母预紧力矩的计算公式为：T=KFd K＝0.15～0.2；F――螺栓预紧力；d――螺纹直径。

螺栓预紧力推荐表

强度等级

4.8

6.8

8.8

10.9

12.9

最小

破断强度

392MPa

588MPa

784MPa

941MPa

1176MPa

材质

一般

构造用钢

机械

构造用钢

铬铝合金钢

镍铬铝

合金钢

镍铬合金钢

螺栓

对边

N.m

kg.m

N.m

kg.m

N.m

kg.m

N.m

kg.m

N.m

kg.m

M14

22

69

7

98

10

137

14

165

17

226

23

M16

24

98

10

137

14

206

21

247

25

353

36

M18

27

137

14

206

21

284

29

341

35

481

49

M20

30

177

18

275

28

402

41

569

58

677

69

M22

32

226

23

333

34

539

55

765

78

912

93

M24

36

314

32

471

48

686

70

981

100

1177

120

M27

41

441

45

637

65

1030

105

1472

150

1765

180

M30

46

588

60

883

90

1226

125

1962

200

2354

240

M33

50

735

75

1128

115

1471

150

2060

210

2452

250

M36

55

981

100

1471

150

1765

180

2453

250

2942

300

M39

60

1177

120

1765

180

2157

220

2943

300

3628

370

M42

65

1520

155

2354

240

2746

280

3826

390

4609

470

M45

70

1765

180

2746

280

3138

320

4415

450

5394

550

M48

75

2256

230

3432

350

3923

400

5592

570

6669

680

M52

80

2746

280

4119

420

4707

480

6573

670

8336

850

M56

85

3530

360

5198

530

5982

610

8437

860

10297

1050

M60

90

4021

410

5982

610

7747

790

10791

1100

13239

1350

M64

95

5001

510

7453

760

8826

900

M68

100

5688

580

8532

870

10787

1100

M72

105

6672

660

9807

1000

12651

1290

M76

110

7355

750

10787

1100

14710

1500

M80

115

8140

830

12256

1250

18142

1850

M85

120

8826

900

13729

1400

22065

2250

M90

130

10591

1080

16181

1650

24517

2500

M100

145

13729

1400

20104

2500

M110

155

16377

1670

25007

2550

M120

175

19907

2030

29910

3050

M125

180

注：表中数值为最大力矩值，建议锁紧力矩值为：表中数据×（70~80）% 。

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